Материалы по истории астрономии

Д.Я. Мартынов. «Николай Коперник. Жизнь и творчество»

Эпоха

Мы отмечаем в 1973 г. 500-летие со дня рождения одного из величайших представителей рода человеческого, который первым распахнул двери в необъятные просторы Вселенной и установил место человека в ней.

Николай Коперник, рожденный в польской семье, окончивший Краковский и несколько итальянских университетов, чьи идеи публикуются на латинском языке в Гданьске, Нюрнберге и Базеле, перед кем преклоняются датчанин Тихо Браге, итальянец Галилей, немец Кеплер— Николай Коперник принадлежит всему человечеству. Он один из тех избранных, память о ком переживает столетия, живет через 500 лет после его рождения и не угаснет через тысячу лет.

Ньютон на склоне лет как-то писал: «Если я видел дальше других, то потому только, что стоял на плечах гигантов...». Одним из этих гигантов был Коперник, сын своей эпохи, первый астроном нашего (времени.

Говоря словами Энгельса, эта эпоха «была величайшая из революций, какие до тех пор пережила Земля. И естествознание, развивавшееся в атмосфере этой революции, было насквозь революционным, шло рука об руку с пробуждающейся новой философией великих итальянцев, посылая своих мучеников на костры и в темницы... Это было время, нуждающееся в гигантах и породившее гигантов, гигантов учености, духа и характера. Это было время, которое французы правильно назвали Ренессансом, протестантская же Европа односторонне и ограниченно — Реформацией»1.

В рассматриваемую нами пору великие поэты итальянского Возрождения — Данте, Петрарка, Боккаччо — уже давно сказали свое слово. Вскоре зазвучат стихи Ариосто и Тассо и брызжущая веселостью сатира Рабле. Уже достигло своих неповторимых высот изобразительное искусство: старшим современником Коперника был Леонардо да Винчи, почти ровесниками или младшими современниками его были Микеланджело, Рафаэль, Дюрер, Кранах, Тициан. На смену схоластики в учениях Николая Кузанского, Парацельса, Кардано приходила возрожденная натурфилософия.

Гутенберг в Майнце уже изобрел и осуществил свой способ книгопечатания (1445—1454 гг. Библия, 1457 — Псалтырь), а 20-летний Коперник мог узнать об открытии Америки Колумбом, практически подтвердившим идею шарообразности Земли (бесспорно доказанную лишь в пору зрелости Коперника — в 1522 г., когда экспедиция Магеллана реально обошла земной шар).

Все сказанное происходило практически на глазах Коперника, потому что, начав образование в гуманистическом Краковском университете, он проводит потом свои лучшие молодые годы (от 23 до 33 лет) в Италии, в самой гуще новых идей и ярких впечатлений. Там же, непрерывно общаясь с талантливыми людьми — товарищами и учителями, он завоевывает себе авторитет и признание как глубокий и тонкий знаток астрономии, хотя он в ту пору не напечатал еще ни одной строчки. Эта его репутация не меркнет и после того, как он поселится, вернувшись на родину, «в отдаленнейшем уголке Земли» (как говорил сам Коперник), у побережья Балтийского моря.

Подлинный сын своей эпохи, он и здесь, в Вармии, не прекращает своего общения с учеными современниками либо путем переписки, либо при длительных поездках в Краков, сохранявший и в XV в. свое значение крупного культурного центра.

Жизнь

Но начнем по порядку.

Николай Коперник, как принято считать, родился в г. Торуне 19 февраля 1473 г. В нашем современном календаре этому соответствует 28 февраля. На самом деле год рождения его 1473-й недостоверен.

Отцом будущего великого астронома был богатый краковский купец Коперник, тоже Николай, переселившийся в Торунь и там женившийся на Варваре Ватценроде, дочери именитого бюргера. От этого брака родилось две дочери и два сына. Николай был самым младшим.

Мы ничего не знаем о детских и отроческих годах Николая Коперника, кроме того, что он после ранней смерти отца оказался на интеллектуальном и материальном попечении Лукаша Ватценроде — своего дяди по матери.

Лукаш Ватценроде был высокообразованным гуманистом. Он учился в Краковском, Кельнском и Болонском университетах и стал доктором церковного права старейшего в Европе университета в Болонье. Когда Николаю Копернику было 6 лет, Лукаш стал каноником, а с 1489 — епископом Вармийской епархии, расположенной у самого Балтийского моря в низовьях Вислы. Следуя примеру дяди, Николай Коперник поступил в 1491 г. в Краковский университет. Дядя хотел подготовить племянника к политической карьере, но юный Николай именно здесь увлекся астрономией, и уже до конца дней своих. Впрочем, он не совсем обманул ожидания епископа Вармийского, так как в зрелые годы активно и успешно помогал ему в его обширной, политической и административной деятельности.

Краковский университет был в ту пору знаменит своим резко выраженным гуманистическим уклоном, направленным против средневековой схоластики. Свободное, конечно, в известных пределах, и очень оживленное общение между академическими, церковными и просто просвещенными деятелями через университет и небольшие научные общества создавало высокий интеллектуальный потенциал, который не мог не оказать влияния на талантливого юношу. Здесь примерно с 1410 г. существовала кафедра астрономии и математики. В коперниковские годы в Кракове преподавал астрономию Ян Шеллинг из Глогува (Иоанн Глогувский, 1445—1507), известный как разносторонний ученый, комментатор Аристотеля, таблиц планетных движений и верный продолжатель преподавания астрономии в духе античной науки.

Еще большую славу в преподавании астрономии Краковский университет приобрел благодаря деятельности профессора Альберта Брудзевского (Войцех Бляр из Брудзева, 1445—1495), читавшего астрономию и математику с 1470 до 1490 г. В это время вышел в свет превосходный учебник выдающегося австрийского астронома Г. Пурбаха (1423—1461) «Новые теории планет» (1472), содержавший свободное от вековых наслоений изложение геоцентрической теории строения мира как она была создана во II веке нашей эры античным астрономом Птолемеем. Комментируя это учение на своих лекциях, Брудзевский проявил немало самостоятельности, но не выходил за его пределы. Кроме того, он разделял учение парижского схоластика Ж. Буридана (1300—1358) о движении. Вопреки представлениям Аристотеля о том, что движение совершается под действием силы, непрерывно воздействующей на тело, Буридан утверждал, что для движения достаточно первоначального импульса.

Это было предвосхищение закона инерции. И ученик Буридана епископ Николай Орезмский (1325—1382) сделал отсюда выводы о движении Земли, но, убоявшись господствующей доктрины, отказался от них.

Уйдя с кафедры астрономии в 1490 г. на другую еще до поступления Коперника в Краковский университет, Брудзевский оставил учеников, которых и слушал Коперник, поэтому, если не прямо, то косвенно Коперник может считаться учеником Брудзевского. Именно здесь, в Кракове, были заложены у будущего астронома основы точных астрономических и математических знаний, конечно, в духе старой геоцентрической теории. И здесь же Коперник приблизился к правильному пониманию природы движения. В последующие годы Коперник сделает из этого правильные выводы о движении Земли — то самое, на что не отважился Николай Орезмский!

Не закончив обучения в Краковском университете, Коперник вернулся домой в 1494 г., может быть, по вызову дяди, ставшего к тому времени епископом. В варийском капитуле имелась вакансия каноника, но Коперник на нее избран не был.

В 1496 г. он отправляется для продолжения образования в Италию. Средства на это дает ему состоятельный Лукаш Ватценроде. Цель — получить степень доктора канонического права, — ту ученую степень, которая откроет молодому Копернику возможность для продвижения вверх в церковной иерархии.

Но не это увлекает Коперника. Хотя в университете в Болонье он записался студентом на юридический факультет, все его интересы были сосредоточены в области астрономии, математики, древних греческих авторов. В Болонском университете Коперник нашел выдающихся профессоров, имена которых в наши дни полузабыты, но главным фактором научного воспитания великого астронома был, вероятно, высокий научный потенциал в университетских городах тогдашней Италии.

В 1497 г. Лукаш Ватценроде добивается места каноника для своего племянника (его избирают заочно). Значительно меняется материальное положение Коперника, так как доходы каноника вармийской епархии высоки. В 1498 г. к Николаю Копернику присоединяется его старший брат Андрей, тоже вармийский каноник. Молодые братья, свободные от уз, налагаемых церковным саном, ведут образ жизни, свойственный молодым людям, и канониковских бенефиций им иногда не хватает.

Не закончив Болонский университет, оба брата уезжают в 1500 г. в Рим, где Николай продолжает заниматься астрономией — сохранились его наблюдения лунного затмения 1500 г. Здесь же он выступает с лекциями по математике и астрономии перед довольно широкой аудиторией студентов и ученых. Вероятно, это были пробные лекции или выступления на диспутах. Весной 1501 г. братьям приходится по требованию вармийского капитула вернуться на родину, чтобы отчитаться в достигнутом. Удается еще раз уговорить капитул отпустить их для окончательного завершения образования. Николай избирает себе Падуанский университет, чтобы изучать медицину, а Андрей вновь уезжает в Рим. И в Падуе Коперника интересуют прежде всего точные науки, с неохотой занимается он юриспруденцией и с еще меньшей охотой — медициной. В Ферраре в 1503 г. он получает степень доктора канонического права — долг дяде, в Падуе он, выполняя обязательства, данные им капитулу, еще два года изучает медицину. Получил ли он медицинскую ученую степень — неизвестно, но точно известно, что впоследствии он нередко и с любовью к делу врачевал больных.

В самом начале 1506 г. он возвращается на родину, чтобы больше не покидать ее, и вступает фактически в капитул вармийских каноников, со всеми вытекающими отсюда обязанностями. Годы учения, годы странствий кончились.

Каковы же были обязанности Коперника? Можно с уверенностью утверждать, что для него исполнение церковных требований и служб могло быть необязательным. Можно далее утверждать, что сам Коперник их не исполнял и даже, по-видимому, не имел права исполнять, так как не носил священнического сана. Чаще других на коноников возлагались различные административные, хозяйственные и политические поручения, нередко длительные и нелегкие.

Местопребыванием вармийского капитула был город Фромборк с его великолепным собором, расположенным на берегу залива Фришгаф. Н. Коперник очень скоро покидает Фромборк. По вызову Кукаша Ватценроде он в 1507 г. переезжает в епископскую резиденцию в замок Лидзбарк, где и проводит последующие 5 лет в роли врача своего дяди вплоть до смерти последнего в 1512 г,

В эти годы появляется первое печатное произведение Коперника — совсем не астрономические «Нравственные, сельские и любовные письма» Феофилакта Симокатты, византийского историка VII века. Коперник перевел их с греческого на латинский язык, доказав на деле, насколько хорошо он овладел греческим языком. Конечно, в научном отношении сентиментально-буколические письма Феофилакта интереса не представляли, но соответствовали гуманитарному образованию капитула и епископа вармийского. Вероятно, именно по совету дяди он и опубликовал свои переводы в 1509 г. при посещении Кракова.

Коперник приехал в Лидзбарк зрелым 33-летним человеком. Он был всесторонне образован — гражданское и каноническое право, медицина, греческие и латинские авторы, математика и прежде всего астрономия. В ту пору так было возможно! Но, быть может, еще более важным было то, что в годы странствий он общался со множеством знающих талантливых людей, окунулся в атмосферу подлинно научного обсуждения множества важнейших вопросов и как раз в ту пору, когда католическая церковь довольно благодушно смотрела на такие вольные рассуждения, не усматривая пока в них угрозы своему авторитету. В отдаленную Вармию Коперник принес с собой новые знания и дух Ренессанса. Он принес с собой скепсис в отношении космологических построений великого эллинистического астронома — Птолемея, но ни у кого из общавшихся с ним астрономов он не заимствовал ничего положительного, созидающего новую теорию — по крайней мере ни от кого из известных нам. Казалось бы, что у своего дяди, в Лидзбарском замке, он располагал достаточным временем для научных размышлений. Но это было не совсем так!

В те годы Пруссия была ареной больших раздоров между Польским королевством и Тевтонским орденом. Прошло столетие после того, как при Грюнвальде литовские, польские и русские полки наголову разбили рыцарей ордена. На Вармию и прилегающие к ней области Прибалтики суверенитет польского короля распространялся, но орденские руководители, опираясь на свои замки и отряды подвластных им рыцарей, не переставали разорять северные области Польши набегами и грабежами. Они все еще назывались «крестоносцами» и имели полную возможность плести свои интриги при папском дворе. Польскому королю — хотел он или не хотел — приходилось с ними считаться, а передовым представителем польской короны в Пруссии был не кто иной, как умный и властный епископ вармийский, Лукаш Ватценроде. Коперник же был не только врачом, но и секретарем у своего дяди, сопровождая его везде и всюду.

А Ватценроде с жаром защищал интересы Польши. Так, например, он выступал с таким предложением. Раз в Пруссии уже все обращены в христианство, Тевтонскому ордену нечего больше там делать и потому нужно переселить орден в Подолию, где он будет, воюя с турками, обращать их в христианство. Когда это предложение не прошло, он задумал преобразование Вармии в архиепископство. Тогда он подчинил бы себе все епархии, в том числе и находящиеся во владениях ордена. Но и этот проект не осуществился из-за несогласия папы, внявшего протестам ордена. К концу жизни Ватценроде, а умер он на руках племянника в родном ему городе Торуне в 1512 г., отношения между Польшей и Тевтонским орденом нормализовались, но затем вновь обострились до открытых военных столкновений, осады городов, в частности Фромборка и Лидзбарка, и разорения местного населения, их сел и деревень. С осени 1516 до конца 1521 г. Коперник, находившийся в расцвете своей зрелости, несет разнообразные административные, дипломатические, хозяйственные и даже военные функции (руководит обороной Фромборка и Ольштына). К этому же времени относится составленная им для сейма (в 1519) записка об улучшении монетного обращения в Пруссии и смежных с ней районах — «Соображения о чеканке монет». Хотя непосредственного эффекта эта записка не имела, но спустя семь лет в указе короля Сигизмунда, вводившем новую монетную систему, повторяются почти дословно мысли коперниковской записки. И в последующие годы Коперник еще и еще раз выступал на сеймах все по тому же вопросу монетного обращения, в котором он приобрел репутацию знатока.

Но годы идут. В 1533 г. Копернику исполняется 60 лет, он еще выполняет отдельные административные и ревизорские поручения по Вармийской епархии. Все больше склоняется он к врачебным делам, в которых снискал себе широкую известность.

Астрономические работы не отнимают больше у него много времени, они давно завершены, и Николаю Копернику остается теперь подвести им итог, создать лебединую песню, если прибегнуть к поэтическому образу, и реально заложить фундамент новой астрономии, если воспользоваться техническим выражением.

Предшественники

Что же сделал Коперник в астрономии? Сейчас это знают все образованные люди, начиная со школьного возраста, и, может быть, поэтому грандиозность содеянного Коперником теряется в прозе обыденных и привычных знаний. В настоящей статье я хочу представить круг идей и доказательств коперниковской астрономии в свободном от заученных фраз и представлений виде.

Звездное небо со всеми его красотами было доступно для созерцания тысячи лет назад в той же мере, как и сегодня, а наши отдаленные предки пользовались этой возможностью гораздо больше, чем современные нам жители городов и сел, более того, они изучали его, потому что это было необходимо — для учета времени, для движения караванов, для мореплавания... Так мало-помалу возникла древнейшая из наук — астрономия. В разных странах это произошло в разное время, приблизительно за 10 веков до нашей эры.

Уже в ту пору хорошо знали, что небесный свод со всеми находящимися на нем звездами вращается как единое целое, что по нему, двигаясь с запада на восток (так называемое прямое движение), перемещается Луна, завершая свой оборот за один месяц. По нему же, уже более медленно, движется Солнце, из-за чего вид звездного неба медленно, с равным году периодом, меняется: одни созвездия исчезают в лучах дневного светила на западе, а другие появляются на востоке перед утренней зарей. Это значит, что Солнце движется среди звезд с запада на восток, т. е. тоже прямым движением. Путь Солнца среди звезд совершается по большому кругу небесной сферы, который получил греческое название «эклиптика».

Наконец, среди звезд, как бы закрепленных на небосводе неизменно и неподвижно, было отмечено присутствие звезд блуждающих, названных «планетами». Их было тогда известно пять — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. В отличие от Солнца и Луны, перемещение планет среди звезд не было простым — они двигались и прямым и попятным движением, описывая зигзаги и петли. Но и в сложных их движениях замечалась периодичность.

В середине первого тысячелетия до н. э. уже были накоплены многочисленные наблюдения положений планет на небе (их угловых координат, отнесенных к эклиптике), а еще раньше была определена продолжительность таких важных для человечества циклов, как год, месяц, а также повторяемости явлений у планет. Назревала пора дать всем этим чисто эмпирическим фактам теоретическое объяснение.

И греческая наука не преминула это сделать. С одной стороны, объяснение астрономическим явлениям пыталась дать греческая натурфилософия, а с другой — математика. Уже в середине IV в. до н. э. Евдокс Книдский, старший современник Аристотеля, моделировал Вселенную совокупностью равномерно вращающихся прозрачных сфер, имеющих общий центр — неподвижную Землю. Каждая планета имела своих несколько сфер, имели их и Солнце и Луна. Дальше всех располагалась сфера неподвижных звезд. Всего было 27 сфер. Аристотель воспользовался моделью Евдокса, но довел число сфер до 56. Картина мира Евдокса—Аристотеля просуществовала около 2 тысячелетий, главным образом из-за особого места, которое занимал Аристотель в схоластическом средневековье. Но эллинистическая эпоха успела создать конкурирующую систему — систему Птолемея, которая для своего времени (второй век н. э.) была полноценной научной теорией, способной предсказывать явления.

У Птолемея были выдающиеся предшественники: математик Аполлоний (III в. до н. э.) и астроном Гиппарх (II в. до н. э.). Первый для объяснения сложных планетных движений ввел понятие «эпициклов». Эпицикл — круг, по которому движется планета, но центр эпицикла, в свою очередь, обращается вокруг Земли по кругу — деференту. Гиппарх существенно повысил точность астрономических наблюдений и, будучи превосходным теоретиком, нашел способ объяснить известную ему неравномерность движения Солнца и открытые им неравенства в движении Луны, помещая Землю несколько в стороне от центров соответствующих кругов, которые мы и сегодня, следуя Гиппарху, называем эксцентриками. Для Солнца и Луны Гиппарх довел свою теорию до конца, а в отношении планет он ограничился серией искусных и точных наблюдений. Создать полную картину мира выпало на долю Клавдия Птолемея два с половиной века спустя в знаменитом на века сочинении «Тринадцать книг математического построения», дошедшем до нас под заглавием «Великое построение» или искаженном арабами названием «Альмагест» («Величайшее...»). Главная часть этой книги посвящена изложению геоцентрической системы мира, в которой шарообразная Земля занимает центральное положение, а вокруг нее по своим деферентам и эпициклам со смещенными, где надо, центрами движутся небесные тела в такой последовательности: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Это была чисто геометрическая теория, доведенная до высокой степени совершенства. Теперь стало возможным предсказание места на небе планет, Солнца и Луны на многие годы вперед. С точки зрения узкого эмпиризма это была великолепная теория высокой прикладной ценности!

Что Земля — шар, знал еще Пифагор, а Эратосфен — александриец — ее измерил. Но античная наука не решалась признать Землю движущейся. Правда, отдельные высказывания на протяжении веков делались. Пифагореец Филолай в довольно запутанной теории приписывал Земле движение. Пифагорейцы Никетас и Экфант были убеждены, что Земля вращается вокруг оси, то же утверждал и Гераклит Понтийский. Но всего отчетливее идею движения Земли вокруг оси и вокруг Солнца высказал Аристарх Самосский, живший немного позже Аристотеля. Своей идеей он «лишал покоя богов», за что и был изгнан из Афин, как безбожник. Аристарх Самосский был едва ли не первым ученым, подвергшимся преследованию со стороны духовных властей!

Аристарх был провозвестником гелиоцентрической теории мира. Его идея двойного движения Земли (вокруг оси и вокруг Солнца) учеными не замалчивалась. Птолемей обсуждает в Альмагесте эту идею и не соглашается с нею. Возражения против движения Земли, выдвинутые Птолемеем, наивны, они не имеют под собой физической основы, физика была тогда в зародышевом состоянии и полна предрассудков. Однако одно соображение — геометрическое — было вполне основательно: отсутствие заметного параллактического смещения у звезд.

Действительно (см. рис. 1), если Земля движется вокруг Солнца, то ее расстояние до звезд должно меняться в течение года и мы должны наблюдать смещение близких звезд относительно более далеких или вообще смещение направления на ту или иную звезду. Звезды, ближайшие к Земле в данный момент, должны «расступаться», а более далекие — «смыкаться»; через полгода будет наоборот.

Аристарх объяснял отсутствие таких смещений тем, что орбита Земли вокруг Солнца неизмеримо меньше размеров «сферы неподвижных звезд», но выразил это в математически неудачной форме. Как говорил Архимед в своем «Псаммите» («Исчисление песчинок»), отношение размеров земной орбиты к радиусу сферы неподвижных звезд Аристарх уподоблял отношению размеров центра сферы, т. е. точки, к поверхности сферы, что, конечно, неправильно и вызвало возражения Архимеда в его попытках определить размеры Вселенной для того, чтобы потом найти число помещающихся в ней песчинок. Архимед ограничивается этим и не обсуждает гелиоцентризм Аристарха как таковой, но сама идея гелиоцентризма, рожденная в древности как научная доктрина, дошла до XVI века именно через Архимеда, хотя об Аристархе как стороннике двух движений Земли писали и другие авторы древности — в частности Плутарх (46—126 г.) и скептик Секст Эмпирик (III в. н. э.).

Латинский перевод «Псаммита» Архимеда был опубликован лишь во втором издании трудов Архимеда (Венеция, 1558 г.) уже после смерти Коперника, но еще в 1501 г. в Падуе Коперник мог узнать из только что вышедшей в свет книги Дж. Валли из Пьяченцы — энциклопедии почти всех наук — и об Аристархе, и о пифагорейце Филолае, и о Гераклите Понтийском (современнике Платона и Аристотеля), которые учили, что Земля движется.

А параллактическое смещение звезд, как правильно угадывал Аристарх, по своей малости и не могло быть обнаружено ни в античные времена, ни в XVI веке. Его обнаружили лишь в середине XX века!

В настоящее время небесная механика на основе закона всемирного тяготения Ньютона представляет движение Земли, планет и Луны в виде тригонометрических рядов, которые математически выражают взаимодействия Солнца с планетами и планет между собой. В рядах, изображающих движение Луны, — сотни членов для каждой координаты — долготы, широты, радиуса-вектора. Все это глубоко обосновано с точки зрения физики.

То же самое (разумеется, с несравненно меньшим числом членов) делал Птолемей, без малейшего физического основания. С практической стороны результаты его можно было бы признать вполне удовлетворительными, если бы чисто эмпирические «разложения» Птолемея не опирались на мало точные наблюдения. Из-за этого вводились фальшивые члены или члены с неверными коэффициентами или с неправильными периодами (я пользуюсь современной терминологией), так что все «великое построение» с течением времени приходилось пересматривать, иначе предсказывать положения на небе Солнца, Луны и планет или вести не расходящийся с природой календарь было просто невозможно. Уже последние философы античности, неоплатоники Прокл и Симплиций, говорили, что «Великое построение» ничего не дает для истинного познания, а несколько столетий спустя великий арабский мыслитель Аверроес еще более определенно утверждал: «Астрономия Птолемея ничтожна в отношении, существующего, но она удобна, чтобы вычислять то, что не существует». Правда, Аверроес был сторонником совершенно бесплодной в математическом отношении системы сфер Аристотеля.

Таким образом, если внимательно рассмотреть высказывания философов и ученых о движении планет и вообще о строении мира, начиная от пифагорейца Филолая и кончая натурфилософом Ренессанса Николаем

Кузанским, мы найдем немало верных догадок наряду с сомнениями в правильности построения Птолемея и даже прямого несогласия с ним.

Но все это — догадки, лишенные прочного основания, чахлые деревца без корней, или, выражаясь по-современному, флюктуации, едва превышающие шумы научного фона! И все же они свидетельствуют о проходящей через века неудовлетворенности существом Птолемеевой системы. В середине XV в. два выдающихся немецких астронома, Пурбах и его ученик Региомонтан, сделали последнюю попытку пересмотреть геоцентрическую теорию Птолемея в свете новых наблюдений и освободить ее от позднейших наслоений. И хотя составленные Региомонганом «Эфемериды» неплохо предсказывали положение на небе Солнца, Луны и планет на 1475—1506 гг., ничего принципиально нового в астрономию ими внесено не было. «Ремонта» «Великого построения», пусть даже капитального, было недостаточно: все здание пришло в ветхость!

С началом великих географических открытий, с переходом от феодального средневековья к новому времени здание теории Птолемея потребовалось заменить новым. И это сделал Коперник.

Рождение и развитие идеи

Мы видели уже, что к этому он был вполне подготовлен.

Однако всю жизнь он оставался одиночкой, наедине со своими идеями, в то время как вокруг продолжала господствовать все та же антично-средневековая астрономическая традиция.

Никто из тех, с кем сталкивался Коперник за годы своей творческой научной деятельности на родине и в Италии, не был ни автором новых идей, ни даже их сторонником. Как мы видели выше, преподавание астрономии в Кракове Брудзевским и Яном Шеллингом шло целиком в русле идей древних — о полной неподвижности Земли. В Болонье Коперник находился в тесном контакте, скорее как товарищ, а не ученик, с Доменико Мариа да Новара (известным в своих кругах астрономом), много более старшим, работавшим в области практической астрономии и, по-видимому, далеким от теоретических вопросов. Мог он еще встретиться в той же

Болонье или в Ферраре с Челио Кальканьини (1479—1541), который двадцать лет спустя (около 1525 г.) написал небольшое сочинение «О том, что небо неподвижно, а Земля вращается, или о вечном движении Земли», в котором говорил и о суточном вращении Земли, и о периодически меняющемся наклоне ее оси. Но Кальканьини написал свое сочинение после того, как побывал в Кракове в 1518 г., где мог встретиться или слышать о Копернике, и было это после того, как Коперник написал свой «Малый Комментарий» (ом. ниже), а увидело оно свет после смерти автора и Коперника в 1544 г.

В то же время появлялись «фундаментальные» произведения по астрономии, продолжавшие средневековую и античную традицию, вроде «Гомоцентрики» итальянца Фракасторо (1483—1553), с которым Коперник, конечно, встречался в Падуе и, наверное, обсуждал с ним трудности птолемеевой теории. А результатом этих обсуждений было появление тридцать лет спустя книги, где была сделана попытка (последняя в истории астрономии) возродить сферы Евдокса и Калиппа. Теперь их число достигло 79! Конечно, «Гомоцентрика» ни в малейшей степени не. могла соперничать с Альмагестом и его математически стройной теорией.

По-видимому, после возвращения на родину в 1506 г. и особенно после смерти дяди между 1512 и 1516 гг., т. е. в течение десяти лет, свободных от административных обязанностей, Коперник оформил свои идеи, рожденные в годы странствий, до состояния законченной научной теории — гелиоцентрической системы мира. Об этом свидетельствуют, по крайней мере, три обстоятельства. В предисловии к составленному Коперником переводу «Писем» Симокатты помещены стихи Лаврентия Корвина, бывшего учителя Коперника по Краковскому университету. Стихи эти прославляют Лукаша Ватценроде и тут же характеризуют его племянника, как «мужа ученого», который «исследует быстрый бег Луны и переменчивые движения созвездий и все небо с блуждающими планетами... и умеет, исходя из поразительных начал, доискиваться до скрытых причин вещей».

В предисловии к своему капитальному труду, изданному в 1543 г., Коперник говорит, что его друг каноник, впоследствии епископ, Тидеман Гизе часто убеждал его предать гласности свои открытия, «чтобы я сочинение, скрываемое мною не только девять, но четырежды девять лет, наконец, издал в свет».

Наиболее достоверно другое свидетельство. Где-то около 1515 г. Коперник решил познакомить узкий круг ученых с основами разработанной им новой теории и составил для этой цели короткое сочинение: «Николая Коперника о гипотезах небесных движений, им выдвинутых, Малый Комментарий». Этот «Commentariobus» известен нам в виде двух рукописных копий. Он не был напечатан, но, очевидно, был разослан ограниченному кругу. «Малый Комментарий» является своего рода заявкой на предстоящее еще построение теории, которое будет снабжено математическими доказательствами, а пока в нем в форме шести аксиом сформулированы все основные положения гелиоцентрической теории мира. Им предшествует изложение классических теорий Евдокса, Калиппа, Птолемея, о которых Коперник отзывается с величайшим уважением.

Для круга специалистов Коперник был в ту пору уже крупным авторитетом: его, скромного и провинциального каноника, приглашают в Рим для участия в работе Латеранского собора в 1514 г., где должна была, обсуждаться реформа календаря. Но Коперник не поехал Гуда и не высказал никаких предложений к реформе, потому что считал, что фундаментальная для построения календаря величина — продолжительность тропического года — известна недостаточно хорошо.

Делая заявку на новую теорию в очень скромной форме, Коперник, несмотря на обширные и ответственные обязанности по Вармийской епархии, продолжает свои астрономические занятия. Прежде всего для эмпирического обоснования своей новой теории он ведет астрономические наблюдения Солнца, звезд и планет, которые ему необходимы, чтобы перекинуть мост между астрономическими явлениями XVI века и эпохи Птолемея. Его наблюдательные средства очень скромны — самодельный инструмент2, устанавливаемый либо у окна, либо на крепостной стене рядом с той башней, коперниковской башней, где жил наш астроном.

В 1524 г. по запросу краковского каноника Б. Ваповского Коперник в сочинении, явно предназначенном для печати, пишет так называемое «Послание против Вернера», где сурово и с большой обстоятельностью критикует неправильные выводы нюрнбергского ученого И. Вернера (1468—1528) о движении «сферы неподвижных звезд» — явлении, которое мы сейчас именуем прецессией, или предварением. В своем сочинении «О движении восьмой сферы» (1522 гг.) Вернер приписывает этой сфере разнообразные тонкие движения, подвергая сомнению и неосновательно исправляя древние наблюдения в угоду своим теоретическим представлениям.

Наоборот. Коперник относится к наблюдениям своих предшественников с доверием и уважением, особенно к наблюдениям Птолемея.

Пиетет Коперника по отношению к автору «Альмагеста» нетрудно понять: без Птолемея и его трактата Копернику пришлось бы создавать всю планетную теорию сначала. Какие закономерности, заключенные в геоцентрическую теорию мира, порождали возможность иного истолкования явлений?

Главной из таких закономерностей было неизменное присутствие движения Солнца в движениях всех планет. Во-первых, период обращения вокруг Земли центров эпициклов Венеры и Меркурия по своим деферентам. В то же время у так называемых верхних планет — Марса, Юпитера и Сатурна — движение по своим эпициклам совершается с тем же периодом (который называется синодическим периодом), что и повторения противостояний планеты с Солнцем, т. е. таких положений, когда Солнце, планета и Земля находятся на одной прямой. При этом плоскость эпицикла планеты параллельна плоскости того круга, по которому движется Солнце— плоскости эклиптики. Более того, радиусы-векторы к этим трем планетам, проведенные из эпициклов, всегда параллельны друг другу и радиусу-вектору Солнца, проведенному от Земли. Это — закономерность, которая требует объяснения. Нельзя объяснить только случайностью, что Марс, Юпитер и Сатурн оказываются всего ближе к Земле именно тогда, когда они находятся в противостоянии с Солнцем. Наконец, как понять тот факт, что попятные движения наблюдаются только у планет и никогда — у Луны и Солнца?

Таков перечень вопросов, которые, конечно, возникали у Коперника при его размышлениях о системе мира и на которые он еще до 1515 г. нашел ответ, сформулированный им в «Малом Комментарии» в виде шестой аксиомы. Спустя почти 30 лет в посвящении своей книги папе Павлу III он выразил найденное решение такими словами:

«Допустив те движения, которые придаются Земле в этом сочинении, я после долгих и многократных исследований пришел, наконец, к заключению, что если отнести движения прочих блуждающих светил к кругу, по коему движется Земля, и на этом основании вычислять движения каждого светила, то не только представляемые ими явления будут вытекать как следствия, но что самые светила и пути оных по последовательности или величине своей и само небо явятся в такой между собой связи, что нигде, ни в одной части нельзя чего-либо изменить, не запутывая остальных частей и всего целого».

Слабое место всех предшествовавших теорий — вопрос о суточном вращении небесного свода, в которое вовлечены все небесные светила, у Коперника решался самым простым естественным образом — как отражение суточного вращения Земли. Теперь не нужно было придумывать способы передавать дополнительное суточное вращение ко всем другим планетным движениям. Копернику пришлось особенно обстоятельно отстаивать эту идею, против закрепленных вековой традицией нападок Птолемея и Аристотеля и их последователей, пользуясь для этого разнообразными аргументами, преимущественно логическими. Но упрекать Коперника за это не следует, потому что необходимые понятия и принципы механики ждали еще своего открытия Галилеем и Ньютоном. Однако Коперник уже понимал относительность движения и, как мы видели выше, через Брудзевского владел правильным представлением о том, что для движения не нужна постоянная «подталкивающая» сила, как это думали последователи Аристотеля. Если для последних, как и для других современников и предшественников Коперника, планеты вместе с Солнцем и Луной и звездами представлялись объектами небесными, то Земля была вполне материальной. Можно было не задумываться над причинами движения планет (в конце концов двигать планеты могли ангелы...), но движение Земли требовало в их представлении движителя, а его не было. Для Коперника же с его буридановским пониманием инерции, сколь смутным оно ни было, такой движитель не был нужен!

Существенно важна была новая идея Коперника — параллельного перемещения оси вращения Земли в течение года, так как она правильно объясняла времена года и климатические пояса. Правда, Коперник усложнял объяснение из-за незнания законов механики.

Для успеха своей аргументации Копернику очень нужно было возродить упоминавшееся выше утверждение, что расстояние от Солнца до Земли совершенно ничтожно сравнительно с радиусом сферы неподвижных звезд. Этот аргумент, как мы помним, выдвигался еще Аристархом Самосским, но Архимед формально отводил его из-за неудачной в математическом отношении формулировки. А между тем именно он делал понятным отсутствие заметного параллакса у звезд. Действительно, мы хорошо знаем, что когда мы двигаемся, близкие предметы сильно смещаются относительно далеких, а более далекие — мало и тем меньше, чем они дальше; это и есть параллактическое смещение. Глядя из окна движущегося поезда, мы наблюдаем как бы вращение всей местности вокруг далекой точки на горизонте так, что самые близкие к поезду предметы проносятся мимо с большой скоростью, а далекие кажутся неподвижными. Однако неподвижность для невооруженного глаза не означает неподвижности, если рассматривать явление в бинокль или в телескоп. Но звезды так далеки от нас, что даже движение Земли вокруг Солнца не отражается во взаимном расположении звезд, если их наблюдать невооруженным глазом или несовершенными угломерными инструментами античности и средневековья и даже более позднего времени, когда звезды наблюдались с инструментами все более точными, а затем и с телескопами. (А то, что параллаксы звезд упорно не поддавались обнаружению, не переставало тревожить астрономов еще три столетия).

Итак, Коперник низвел Землю до роли рядовой планеты, поместил Солнце в центре системы и создал гелиоцентрическую систему мира, ведущую к перевороту в мировоззрении ученых и философов. Но не будем обольщать себя мыслью, что этот переворот прошел легко. Потребовалось не менее столетия; прежде чем гелиоцентрическая система мира получила широкое (но не всеобщее) признание, потому что ей пришлось пробираться через чащу школьных «истин», ложных предрассудков и представлений, которые нужно было преодолевать и логическим путем, и противопоставлением новых фактов и идей. Инертность духовная и в науке тоже нередко бывает очень большой.

Мы говорили до сих пор о Малом Комментарии, который содержал в себе фрагменты новой теории. Это был пристрелочный выстрел. Но доказательства, те самые доказательства, которых недоставало всем предшественникам Коперника, он накопил значительно позже — примерно к 1532 г. в своем великом произведении «De Revolutionibus orbjum coelestium», увидевшем свет лишь еще через десяток лет3. Не дробью мелких идей и мыслей, разлетавшихся вокруг цели, а единственным могучим выстрелом внес в науку Коперник все богатство своих новых идей и построений.

Идея созрела и вышла на свободу

История этого произведения такова.

Как мы видели выше, после 1515 г. вармийский капитул поручает Копернику одно за другим целый ряд административных и политических поручений, вплоть до исполнения обязанностей епископа включительно. Темпы научной работы, естественно, снизились. Но теперь, когда идеи сформулированы и теоретически доказаны, остается их изложить последовательно, со всеми эмпирическими доказательствами. Эта задача—тоже не простая—занимает у Коперника еще 16 лет. Коперник, приближается к шестидесятилетнему возрасту, книга написана, но нужно ли и можно ли ее печатать, тем более в эпоху религиозных смут, начавшихся выступлением в 1517 г. Лютера против индульгенций и открытым разрывом его с Римом и со всей католической традицией в 1520 г.? Каноник Коперник тоже видит некоторые недостатки в обрядности католицизма и в образе жизни представителей церкви, но вместе с вармийской епархией он остается верен ей. Наоборот, новый гроссмейстер Тевтонского ордена Альбрехт в 1525 г. переходит со всем орденом в лютеранство и объявляет свои владения светским герцогством Пруссией. В то же время королевство Польское остается верным католицизму, а новый епископ вармийский Дантишек занимает позицию воинствующего католицизма.

По этим ли или по другим причинам, но деятели Реформации — Лютер и даже мягкий «учитель Германии» Меланхтон отзываются о новом учении Коперника резко отрицательно и даже грубо. Лютер обзывает Коперника дураком, а Меланхтон считает учение Коперника вредным и опасным. Аргумент один и тот же: противоречие Священному писанию.

В противоположность этому католицизм относился к учению Коперника с благожелательным интересом. Ученый секретарь папы Климента VII читает папе и другим князьям церкви в 1533 г. лекцию о новой системе мира. И при новом папе — Павле III — внимание к новому учению не гаснет. Кардинал Николай Шенберг, глава Доминиканского ордена, в 1636 г. пишет Копернику очень лестное письмо, в котором просит его не скрывать свои «вычисления о Вселенной вместе с таблицами и всем, к ней относящимся». Как мы видели раньше, менее заметный епископ Хелминский Тидеман Гизе, ближайший друг Коперника, много лет просит о том же.

Но Коперник колеблется. Он видит неустойчивую обстановку религиозных войн и политических перемен. Он пересматривает рукопись своего коронного произведения и вычеркивает оттуда упоминание об Аристархе Самосском, прослывшем безбожником, и опять не решается. А ведь ему уже больше шестидесяти пяти лет. Он одинок в своем Фромборке, его брат Андрей давно скончался, его друг Гизе далеко в Хелмно, его притесняет новый епископ Дантишек. Он уже не несет административных обязанностей по капитулу, он только лечит. Труд всей его жизни написан, но лежит без движения.

И вот светлый луч осветил его одинокую старость. Наслышанный о новом учении, может быть, познакомившись с «Малым Комментарием», без предупреждения во Фромборк в 1539 г. приезжает из научного центра «лютеранский ереси» молодой (25-летний) профессор Виттенбергского университета Георг Иоахим Ретик. Он хочет узнать из первоисточника новую теорию устройства Вселенной. Ретик преисполнен любознательности, и его свежий ум готов к восприятию всего нового. Коперник принимает его с радостью, и, по-видимому, между ними устанавливается настолько тесный контакт, что Ретик далее называет его не иначе как «господин учитель, наставник» (Dominus Doctor, Praeceptor). Ретик проводит в Фромборке 2 года. По-видимому, в первый год он полностью овладевает учением Коперника по его готовому сочинению и с помощью Гизе издает уже в 1540 г, в Гданске небольшое сочинение под заглавием «О книгах обращения Николая Коперника первое повествование...». Написанное в форме письма к нюрнбергскому астроному И. Шонеру, это произведение стало первым напечатанным систематическим изложением гелиоцентрической системы мира. Написанное молодым человеком, благоговейно проникшимся идеями своего учителя, оно откровенно и увлеченно пропагандировало новое учение. Оно имело большой успех и было переиздано спустя год с указанием имени автора на заглавном листе (первое издание полуанонимно). Роль «Первого повествования» в распространении идей Коперника трудно преувеличить. Не всякий в состоянии прочитать оригинальное произведение Коперника, и далеко не всякому это нужно. Но талантливое изложение «Первого повествования» было доступно многим и нашло своего читателя на много десятилетий.

Пребывание Ретика во Фромборке имело еще одно последствие. По рукописи Коперника Ретик полностью подготовил к печати две главы произведения Коперника— математические главы, относящиеся к плоской и сферической тригонометрии с приложением многих таблиц. Он увез их в 1541 г. и издал в Нюрнберге в 1542 г.

Успех «Первого повествования», энтузиазм его автора, горячие убеждения его опубликовать свой трактат заставили престарелого каноника еще раз заколебаться. Коперник приближался к своему семидесятилетию. И он дает согласие на опубликование только таблиц, составленных им на основании своей теории для предвычисления положений небесных светил на небесной сфере. Эту полумеру он оправдывал таким соображением: «Рядовой астроном воспользуется вычислениями; а тот, на кого милостиво взглянул Юпитер, сам найдет и выведет новые причины по многим таблицам».

Но Ретик и Гизе решительно запротестовали, и Коперник, наконец, сдался. Он написал предисловие, посвященное папе Павлу III, в котором, предвосхищая возможные упреки в отсутствии почтения к библейской и аристотелевской космологии, отстаивал свои идеи с большой убедительностью и смелостью. Он передал уже после отъезда Ретика всю рукопись Гизе, тот переслал ее Ретику в Нюрнберг, и там она пошла в печать в 1542 г. Уже зимой 1542 г. Коперник тяжело заболел, а 24 мая (3 июня) 1543 г. скончался. Первый биограф Коперника Гассенди утверждает, что за несколько часов до смерти Копернику принесли отпечатанную его книгу, но осознал ли он это событие или нет — неизвестно.

Книга эта называлась «De Revolutionibus orbium coelestium. Libri VI» и на заглавном листе по обычаю того времени помещалась краткая аннотация несколько рекламного характера. Автором был назван «Николай Коперник Торуньский». Заглавие книги перевести с латинского довольно трудно. Буквальный перевод был бы «Об обращениях небесных сфер», но эти «небесные сферы» как раз противоречат и смыслу и духу книги Коперника. Сам Коперник в первой своей (пражской) рукописи слова «orbium coelestium» зачеркнул, и Ретик в «Первом повествовании» их избегает. В тексте же Коперник употребляет слово orbis и как сферу, и как круг, или орбиту. Не следует забывать, что Коперник не освободился от древней традиции рассматривать движения небесных тел как сочетание круговых движений и, может быть, он не хотел порывать с этой традицией. С другой стороны, в посвящении своей книги Павлу III Коперник называет ее «De Revolutionibus spherae mundi», т. е. «Об обращениях мировых сфер». Наконец перевод слова Revolutio как «вращение», а не «обращение» более точен. Немудрено, что пои таких трудностях перевода, усугубляемых том, что смысл некоторых слов мог измениться за четыре столетия, мы не имеем установившегося перевода названия бессмертного произведения Коперника. Полный русский перевод его, выполненный проф. И.Н. Веселовским, озаглавлен так: «О вращениях небесных сфер».

Каково было отношение к заглавию трактата Коперника со стороны его душеприказчиков Гизе и Ретика, мы не знаем. Быть может, они не высказались на этот счет потому, что в изданной книге Коперника обнаружился очень их обеспокоившая фальшивка — анонимное предисловие, не только не принадлежавшее перу Коперника, но и явно противоречившее всем его идеологическим установкам и, в частности, посвящению Павлу III;

Ретик, уезжая из Нюрнберга в Лейпциг, перепоручил следить за печатанием «De Revolutionibus» лютеранскому богослову Осиандеру. Как установил спустя несколько десятилетий Кеплер, именно Осиандер был автором этого искажающего предисловия. Еще при жизни Коперника Осиандер в письмах убеждал Коперника не настаивать на физической стороне гелиоцентрической теории, а рассматривать ее лишь как удобное средство для описания небесных явлений. Коперник с ним не согласился и, может быть, поэтому написал свое смелое посвящение римскому папе. Но Осиандер, в свою очередь, по-видимому, зная о состоянии здоровья Коперника, осмелился предпослать этому посвящению свое предисловие под заглавием «Читателю о гипотезах этого сочинения», где убеждал читателя в том, что коперниковская трактовка совсем не затрагивает существа дела: «Гипотезы его могут быть и несправедливыми, могут быть даже невероятными; достаточно если они приводят нас к вычислениям, удовлетворяющим нашим наблюдениям» — и все в таком духе.

Гизе возмущен. Но исправить что-либо уже поздно. Книга вышла в свет. К сожалению, она выходила в том же виде в последующих изданиях 1566, 1617 гг. и предисловие к ней вводило читателя в заблуждение, так как казалось, что автор этого предисловия — сам Коперник. Лишь в 1609 г. Кеплер реабилитировал Коперника. Для знающего читателя разъяснение Кеплера не могло быть неожиданным. Мы уже цитировали одно место из коперниковского посвящения Павлу III, где он говорит, как вся планетная теория становится на свое место, если допустить, что Земля движется. Несколькими строками далее он с еще большей определенностью говорит, что его теория — не для одних практических нужд, что она — истинна. Вот это место: «Итак, обнаруживается, что в процессе доказательства, которое называется методом, они (предшественники Коперника) или пропустили что-нибудь необходимое, или допустили что-то чуждое и никак не относящееся к делу. Этого не могло бы случиться, если бы они следовали истинным началам...». И не менее показательно, что в заглавии «Малого комментария» Коперник говорит еще о «гипотезах о небесных движениях», а в трактате «Об обращениях...» — речь идет не о гипотезах, а об истине и только истине!

Было ли предисловие Осиандера злонамеренным? Быть может — нет. Сам Осиандер — лютеранский богослов, книга печаталась в лютеранском городе, а как отнесся к Копернику Лютер, мы уже слышали. Может быть, Осиандер проявил себя как редактор-дипломат и поступил так из боязни, «как бы чего не вышло». Во всяком случае в течение первых 75 лет из публикации труда Коперника действительно «ничего плохого не вышло», но в жизни Галилея она сыграла роковую роль.

Трактат «Об обращениях...»

Здесь не время и не место для подробного рассмотрения содержания книги Коперника — трактата, насыщенного математикой и вычислениями. Нам придется ограничиться пересказом его основных идей.

То неизменное присутствие Солнца в планетных движениях, о котором было сказано выше, конечно, должно было заставить задуматься о его «руководящей роли» в планетной системе, и Коперник, владеющий понятием относительности движений, решал для себя этот вопрос положительно, но для других нужно было дать доказательства. Если в первой из шести книг трактата «Об обращениях...» приводятся все логические и физические аргументы в пользу движения Земли, то в пятой книге он дает полное развитие гелиоцентрической теории планетных движений со всеми математическими и численными доказательствами, показывая, что новые принципы приводят в одних случаях к столь же точному описанию движения планет, как и в «Альмагесте», а в других даже точнее. Таким образом, новое миропонимание оказывалось вполне правомерным и в теоретическом и в прикладном отношениях, оно переставало быть гипотезой.

Все годичные периодичности в движении планет Коперник отнес к движению Земли, а остальные — к собственному движению планет. Период обращения планеты вокруг Солнца Si вытекал из сопоставления синодического периода Sy с годичным периодом обращения Земли E. Это сопоставление мы записываем в наши дни в виде формулы 1/Sy + 1/Si = 1/E которой пользовался еще Птолемей, но в другом виде: если в течение n лет происходит s возвращений планеты в одно и то же место неба и l синодических оборотов, то должно быть l + s = n.

Эта последняя формула должна была бы удовлетворяться из наблюдений тождественно, если бы все три числа, l, s и n были целыми, но это означало бы их соизмеримость, которая осуществляется лишь приближенно. И Птолемей, и Коперник, беря из наблюдений целое число n и l, находили, что до целого числа s звездных оборотов планета не доходила (или переходила) такую-то дугу, которая и служила для точных расчетов.

Таким образом, Коперник получил точные значения периодов обращения планет. Они мало отличались от тех, что были приведены в «Альмагесте». Но далее Коперник задается вопросом о расстояниях планет от Солнца — тем, что совсем не интересовало Птолемея. А между тем в птолемеевой теории они в неявной форме уже содержались.

Те самые попятные движения, которые отсутствуют у Луны и Солнца, у планет являются отражением движения Земли. Это их параллактическое движение. Длина пути попятного движения определяла радиус эпицикла, описываемого планетой по Альмагесту. Наибольший эпицикл был у Марса, у Юпитера он был меньше и еще меньше у Сатурна. Значат, орбита Марса всего ближе к земной, а у Сатурна — самая далекая. У «нижних» планет — Меркурия и Венеры — радиусы деферентов указывали на их расстояния от Солнца. Если не ссылаться на остроумные, но сложные геометрические построения Альмагеста, то сказанное можно иллюстрировать таким рассуждением: наибольшее угловое расстояние Венеры от Солнца равно 46°. Это происходит от того, что с Земли орбита Венеры видна под углом 2×46°, а радиус ее, выраженный в долях радиуса земной орбиты, есть sin46°=0,72. Коперник с помощью новых наблюдений переопределил необходимые геометрические характеристики планетных орбит и нашел (в прекрасном совпадении с величинами Птолемея) следующие значения для средних расстояний планет от Солнца (в единицах расстояния от Солнца Земли).

Сатурн Юпитер Марс Венера Меркурий
9,184 5,2.17 1,520 0,720 0,376

в то время как истинные расстояния таковы:

9,139 5,203 1,524 0,723 0,387

Таким образом, Коперник дал подлинную модель Солнечной системы с расстояниями и периодами обращений. В то же время Коперник в одном отношении оказался позади своего отдаленного во времени предшественника. Птолемей при построении своих планетных теорий прибегал к сложным кинематическим схемам, в результате чего оказывалось, что планета двигалась по своей траектории не совсем равномерно. Ему было необходимо возможно ближе подойти к истинному движению планет, которое, как мы знаем теперь, происходит неравномерно по эллипсу. Коперник же оказался верным последователем идеи полной равномерности круговых планетных движений, «как того требует правило абсолютного движения», — пишет он. И он придумывает свою кинематическую схему, пожалуй, более сложную, чем у Птолемея, но зато обеспечивающую равномерное движение по всем кругам, которые приходилось вводить, чтобы наилучшим образом описать движение планеты. При этом Коперник заметил, что в конечном счете из комбинации всех круговращений планета движется по кругу лишь приблизительно — обстоятельство, которое 65 лет спустя послужило основанием для Кеплера искать и найти истинную формулу планетных орбит.

То обстоятельство, что и в «Альмагесте», и в трактате Коперника пути планет удовлетворительно описывались сочетанием различных круговых движений, вытекало из малой вытянутости планетных орбит, в том числе и орбиты Земли — то, что мы теперь называем эксцентриситетами планетных эллипсов. Будь эти эксцентриситеты велики, ни Птолемей, ни Коперник не построили бы своих теорий на основе круговых движений.

Книга вторая трактата Коперника содержит в себе элементы сферической астрономии и заканчивается звездным каталогом, содержащим координаты 1025 звезд и повторяющим в слегка измененном виде каталог «Альмагеста».

Книга III содержит теорию движения Солнца, т. е. в конечном счете Земли, а книга IV — теорию Луны. В этой книге с особенным блеском проявился математический талант Коперника, вызвавший восхищение его последователей и противников. Здесь не затрагиваются спорные вопросы — Луна движется вокруг Земли у Коперника так же, как и у Птолемея, — но кинематическая схема, хотя и более сложная, дает более точное описание движения Луны по небосводу, а кроме того выводятся расстояния Луны от Земли несравненно более близкие к действительности, нежели в «Альмагесте».

Не все в построениях Коперника выдержало проверку временем. Так, он дал впервые со времен Гиппарха почти правильное объяснение явлению предварения (прецессии) равноденствий — не сфера неподвижных звезд имеет, кроме суточного, еще и медленное вращение, а ось вращения Земли имеет медленное вращение относительно сферы неподвижных звезд.

Действительно, признав, что Земля обладает суточным вращением, а никакой сферы неподвижных звезд не существует — наоборот, звезды очень-очень далеки, Коперник должен был дать объяснение прецессии, исходящее только из движения Земли относительно окружающей ее огромной Вселенной.

Из того, что небесный экватор не совпадает с эклиптикой, следовало, что ось вращения Земли не перпендикулярна к плоскости земной орбиты; с другой стороны, неизменное положение среди неподвижных звезд полюса мира, т. е. той точки неба, в которой земная ось встречается с небосводом, говорит о том, что вокруг

Солнца Земля движется, сохраняя неизменной в пространстве ориентировку оси своей. Иными словами, земная ось перемещается параллельно самой себе. Это — фундаментальный вывод, так как он объясняет смену времен года и климатические пояса на Земле, и мы узнаем это на уроках географии в самом начале своих школьных лет.

Для нас параллельное перемещение оси вращения любого тела есть естественное следствие одного из фундаментальных законов механики, установленного много позже Коперника, а Коперник этого не знал и ему, наоборот, казалось невозможным, чтобы земная ось перемещалась параллельно самой себе, она должна была вращаться относительно окружающего мира, но так как это противоречит наблюдениям, то должно существовать противоположное вращение, поддерживающее направление оси неизменным. Только неизменность слегка нарушается. Противоположное вращение компенсирует прямое неполностью, в результате точка весеннего равноденствия — пересечения экватора с эклиптикой медленно перемещается навстречу видимому движению Солнца. Это и есть прецессия. Она очень невелика. Птолемей считал ее равной одному градусу в столетие. Впоследствии арабские астрономы дали большее значение — 1° в 70 лет. Это дало повод многим, в том числе и Копернику, считать, что прецессионное движение меняется со временем. Поэтому он придал компенсирующему движению земной оси сложный характер — как результат сложения двух конических движений (кроме годичного, конечно) — с периодами в 3474 и 1717 лег. Эта модель не удержалась в науке.

На самом деле прецессионное движение, хорошо всем известное из движения волчка, когда его ось, колеблясь, описывает конус, в случае Земли есть простое следствие сплюснутости Земли у полюсов. Если бы Земля была точным шаром, прецессии ее не существовало бы. Все это было показано Ньютоном полтора столетия спустя после выхода в свет трактата Коперника. Полный период прецессионного движения земной оси составляет около 26000 лет.

Как теория прецессии, так и усложненная теория движения Солнца составляют содержание мало удачной книги III трактата «Об обращениях». Книга VI также не оказала влияния на развитие астрономии — в ней излагается теория видимого движения планет по широте, т. е. их перемещения поперек эклиптики. Геометрические построения Коперника отличаются от построений «Альмагеста», но в целом теория развивается в том же духе и не соответствует современным представлениям.

Мы не повторяем сейчас сделанный выше упрек планетной теории Коперника, что она основывалась на аристотелевском принципе совершенства небесных явлений — на принципе равномерных круговых движений. В том виде, в каком эта теория вышла из-под пера Коперника, она могла быть развита в правильном направлении, что и не замедлило произойти в трудах Кеплера.

В этой связи нелишним будет отметить одну непоследовательность гелиоцентрической теории Кеплера. Провозглашая в первой глазе, что Солнце находится в центре мира, он в практических построениях центр Солнечной системы помещает в центре земной орбиты, около которого находится неподвижное Солнце.

В своих вычислениях Коперник основывался на наблюдениях эллинистической эпохи, арабов и современных наблюдениях, в том числе своих собственных. Он относился с полным доверием к наблюдениям, легшим в основу Альмагеста, несколько меньше доверял он арабам; в обоих случаях преувеличенное, это доверие было незаслуженным, и теория страдала от вынужденных усложнений. В то же время он вполне правильно оценивал точность (невысокую) своих наблюдений и предостерегал Ретика от увлечения вносить в теорию новые элементы, основываясь на надежных эмпирических данных. Такое предостережение сохраняет свою воспитательную ценность и в наши дни, тогда же оно получило блестящее подтверждение спустя всего лишь полвека, когда Тихо Браге улучшит на порядок точность астрономических наблюдений и тем доставит теоретическому гению Кеплера возможность устранить неверный принцип круговых движений планет и заменить его тезисом о движении планет по эллипсам.

Но для непосредственных преемников Коперника — как бы они ни относились к принципам его учения — заключительные книги «De Revolutionibus» послужили основой для построения новых планетных эфемерид. До самой середины XV в. в употреблении астрономов были так называемые «Альфонсинские таблицы», составленные в конце XIII в. при дворе кастильского короля Альфонса X, собравшего для этой работы более 50 ученых. Значение таких таблиц росло по мере развития мореплавания и их усовершенствованное переиздание в Венеции датируется 1453 г., т. е. на заре книгопечатания. Упомянутые ранее эфемериды Региомонтана просто продолжали все ту же птолемеевскую традицию. Теперь, имея в своем распоряжении теорию Коперника, друг Ретика, виттенбергский математик Эразм Рейнгольд строит новые астрономические эфемериды, названные им «Прусскими таблицами». Они заменили собой «Альфонсинские таблицы» и, в свою очередь, были заменены лишь спустя 80 лет более совершенными «Рудольфинскими», которые составил Кеплер и опубликовал в 1627 г. Нужно ли напоминать, что эти таблицы, как и все последующие вплоть до наших дней, истоком своим имеют гениальную идею Коперника.

Творец умер — идея бессмертна

Мне остается совсем немного — рассказать о судьбе учения Коперника, — созданной им гелиоцентрической системы мира.

Как мы говорили уже, католическая церковь отнеслась к учению Коперника с благосклонным интересом, в противоположность лютеранству. Дело в том, что в начале XVI в. католицизм уже пережил свой расцвет, а, с другой стороны, до открытого вызова со стороны Лютера и его приверженцев она не видела угрозы своему существованию ни с какой стороны и меньше всего со стороны науки, в практических применениях которой она нуждалась, а в ее теоретических построениях позволяла некоторое вольнодумство постольку, поскольку оно не затрагивало основных догматов церкви (ее «символ веры») и не претендовало на массовое распространение. А тут как раз эпиграфом к книге стоял принцип Платоновой Академии: «Пусть не входит никто, не знающий геометрии». Наконец, учение Коперника ни в малейшей степени не касалось вопросов обрядности, тех вопросов, которые в борьбе с «Лютеранской ересью» были самым уязвимым местом у римской церкви. Наоборот, для Лютера, поставившего во главу угла своего учения безоговорочное восприятие Библии как всеобъемлющего авторитета во всех, решительно во всех областях человеческой деятельности, учение Коперника было неприемлемо от начала до конца. Оно могло «ввести в соблазн» любого грамотного человека хотя бы потому, что Иисус Навин приказывал Солнцу остановиться в его суточном движении по небесному своду. Новая идеология всегда непримиримо относится к любому отклонению от своих догм.

Но время идет, и знакомый уже нам папа Павел III начинает активную борьбу с реформацией, он утверждает в 1540 г. орден иезуитов — армию воинствующего католицизма, учреждает центральный инквизиционный трибунал (1542) и собирает в 1545 г. Тридентский собор для укрепления основных догматов католицизма и выработки доводов против реформатской критики. Вскоре после этого (1559) появляется и первый «Индекс запрещенных книг», который на несколько столетий стал для католицизма орудием борьбы католической реакции против всякой новой идеологии.

К концу XVI в. уже многие ученые усваивают коперпниковское учение, но не выходят с этим учением за пределы университетских аудиторий или узкого круга придворных ученых. Но вот появляется бывший монах, который и в церковных догматах сомневается, и, начав скитальческую жизнь по европейским столицам, принимается за пропаганду гелиоцентрической системы мира, да еще вместе с идеей о многочисленности обитаемых миров. Этот монах Джордано Бруно, Его печальная судьба известна. Год его сожжения на костре — 1600-й — можно считать началом решительного наступления официальной римской церкви на учение Коперника. Судьба другого яркого последователя Коперника — Галилея — тоже известна. Именно он своими телескопическими открытиями и установлением закона инерции и принципа относительности в механике придал учению Коперника новую силу и убедительность. И тем же самым он способствовал внесению книги Коперника и тех книг, которые поддерживают его идеи, в список запрещенных церковью книг. Это позорное событие, которое католическая церковь обосновывала юридически предисловием Осиандера, случилось в 1616 г., и запрет продержался более 200 лет.

Младший современник Галилея Кеплер, был убежденным коперниканцем и, не отягощая себя никакими трудностями, связанными с геоцентрической теорией, свободно и последовательно открыл три фундаментальных закона планетных движений. Вместе с Галилеем Кеплер был одним из тех гигантов, которым так признателен Ньютон за то, что получил из их рук правильное описание устройства Солнечной системы и потому оказался в состоянии дать ему объяснение. Это случилось, как мы знаем, во второй половине XVII в., около полутора столетий спустя после опубликования бессмертного труда Коперника. Но и после этого оставались еще астрономы, даже видные, которые оспаривали гелиоцентрическую доктрину. Последний удар этим ретроградам нанесло не ожидавшееся никем открытие в начале XVIII столетия Брадлеем явления аберрации света.

Явление это состоит в том, что каждая звезда описывает на небе периодическое смещение, подобное параллактическому смещению, но в то время как параллактическое смещение выражается ее сдвигом в сторону Солнца, аберрационный сдвиг направлен перпендикулярно этому — в сторону движения Земли.

Аберрация света есть результат геометрического сложения движения Земли по орбите и движения света от звезды к земному наблюдателю. Как видно из рис. 2, в результате этого сложения наблюдатель видит звезду не в направлении S, а в направлении S', так как пока свет от звезды проходит длину телескопа, сам телескоп, уносимый Землей со скоростью около 30 км/сек, переместится из А в В. Так как скорость света приблизительно в 10000 раз больше, то и угол а аберрационного сдвига составляет 1/10000 радиана, или около 20″. Он не зависит от расстояния звезды.

Очевидно, аберрации звезд не было бы в двух случаях — бесконечно большой скорости света или (и) неподвижности Земли, но за полстолетия до открытия Брадлея Рёмер (1644—1710) открыл конечную скорость света, так что для объяснения аберрации света оставалось одно — признать реальным движение Земли. После этого геоцентрическая система мира стала в астрономии реликтовой теорией. Но вне точных наук с ней приходилось считаться и бороться. Достаточно вспомнить знаменитую басню Ломоносова об очаге и вертеле:

Случились вместе два астронома в пиру,
И спорили весьма между собой в жару.
Один твердил: Земля, вертясь, круг Солнца ходит;
Другой — что Солнце все с собой планеты водит;
Один Коперник был, другой слыл Птолемей,
Тут повар спор решил усмешкою своей.
Хозяин спрашивал: — Ты звезд теченье знаешь?
Скажи, как ты о сем сомненье рассуждаешь?
Он дал такой ответ: — Что в том Коперник прав,
Я правду докажу, на Солнце не бывав,
Кто видел простака из поваров такого,
Который бы вертел очаг кругом жаркого?

Грандиозные успехи небесной механики в конце XVIII и начале XIX в. вынудили и католическую церковь сдаться: решением Конгрегации «Индекса запрещенных книг» в 1822 г. с книги Коперника, а вместе с ней с произведений Галилея и Кеплера запрет был снят. В списке 1835 г. эти произведения уже отсутствуют.

К своему сочинению «Первое повествование» Ретик избрал эпиграфом цитату из Алкиноя, философа I в. н. э.: «Намеревающемуся философствовать необходимо быть свободным в мыслях», тем самым делая намек на свободомыслие своего «дорогого наставника и учителя». Мы видели, что Коперник действительно имел смелость отвергнуть идеи, освящаемые авторитетом церкви на протяжении полутора тысячелетий, и свободно развернуть круг своих идей. Но мы видели также, что в выражении своих идей он был стеснен и лишь на самом склоне дней своих сказал о них полным голосом, а ведь он мог это сделать по крайней мере двадцатью годами раньше. Так же стеснен был Галилей в обнародовании своих научных достижений и был жестоко наказан католической церковью, не пощадившей его преклонный возраст (ему было тогда за 70 лет). Только Ньютон был и остался свободен в своем научном творчестве. Но это была математика, ее понимали немногие, ее обсуждали в узком кругу ученых обществ и академий. Ньютон не пропагандировал, он принимал за непреложное то, что его предшественники страстно доказывали...

Но именно они, чьи слова были понятны и доступны не только узким знатокам, но всем мыслящим людям, они вели вперед все человечество в познании природы, в развитии научного мировоззрения, в освобождении от религиозного варварства. И чем дальше, тем свободней становились науки и философия и тем быстрее и вернее они развивались на благо и торжество рода человеческого!

Оттого, что границы доступной нашему познанию Вселенной Коперник расширил сравнительно с античным космосом в сотни раз, а мы, его потомки, — в миллиарды раз, мы, люди, обитающие на маленькой Земле, не предаемся самоуничижению. Наоборот, мы гордимся тем, что астрономия вместе с техникой манит нас и уносит реально за пределы узкого «круга земного».

И мы склоняем свои головы перед памятью того, кто первым направил нас по этому пути!

Примечания

1. Ф. Энгельс. Диалектика природы. М., Госполитиздат, 1948, стр. 154.

2. Инструмент, изготовленный самим Коперником, так называемый «птолемеева линейка», или «трикветрум», спустя 70 лет попал в руки великого наблюдателя Тихо Браге, который принял коперниковский деревянный треугольник как драгоценность и сочинил восторженную оду в честь его создателя.

3. Из двух сохранившихся до нас экземпляров рукописи книги Коперника один, обнаруженный в конце прошлого столетия в частной библиотеке в Праге (и переданный недавно польскому народу), написан рано и носит в себе многочисленные следы позднейших дополнений и переделок. В нем содержатся наблюдения Коперника, сделанные им в 1592 г., но не содержится определение апогея Венеры, сделанное Коперником в 1532 г. и внесенное им на поля другой ему принадлежавшей книги.

  К оглавлению Следующая страница
«Кабинетъ» — История астрономии. Все права на тексты книг принадлежат их авторам!
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку